朱紅偉,李婷,李桂華

(國家黃金鉆石制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心,山東濟(jì)南250014)

HTHP合成鉆石在首飾中的鑒別特征(上)①

朱紅偉,李婷,李桂華

(國家黃金鉆石制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心,山東濟(jì)南250014)

采用寶石顯微鏡、紅外光譜儀、X熒光光譜儀、紫外-可見光分光光譜儀、紫外熒光燈、Diamond View等對HPHT合成鉆石做了較詳細(xì)的測試與分析。結(jié)果表明:這些HTHP合成鉆石具有較為一致的黃色,放大檢查可見合成鉆石內(nèi)部含有大量棒狀、柱狀、細(xì)小微粒狀的鐵鎳合金包裹體,這些合成鉆石幾乎都有磁性甚至有些磁性較強(qiáng)。HTHP合成鉆石的紅外反射光譜非常特征均具有明顯的1131cm-1的吸收峰,為Ib型鉆石(此類鉆石在天然鉆石中極少見到)。HTHP合成鉆石在X熒光光譜儀下有強(qiáng)烈的鐵峰和鎳峰,并且在短波紫外線下多數(shù)具有綠黃色熒光。HTHP合成鉆石在Diamond View下具有不同程度的黃綠色熒光,個(gè)別具有黑十字現(xiàn)象。

HTHP合成鉆石;紅外光譜;X熒光光譜;顯微鏡;Diamond View

早在18世紀(jì)的后期就已經(jīng)證實(shí)了鉆石和石墨都是由碳元素組成的,后來就開始了合成鉆石的研究工作,直到20世紀(jì)中葉才在實(shí)驗(yàn)室合成出了人工鉆石,但主要都是工業(yè)級(jí)的。隨著合成鉆石技術(shù)的不斷改進(jìn)和完善,90年代以后陸續(xù)地發(fā)現(xiàn)了具有商業(yè)價(jià)值的合成鉆石,現(xiàn)在由于合成鉆石的成本不斷降低,會(huì)有越來越多的合成鉆石出現(xiàn)在珠寶首飾中。吳舜田對天然鉆石的紅外光譜特征做了較為詳細(xì)的分析;何雪梅依據(jù)天然金剛石的紅外光譜特征將其系統(tǒng)分類;陸太進(jìn)對目前鉆石的優(yōu)化處理及合成鉆石的進(jìn)展做了相關(guān)報(bào)道。但以上研究都是基于鉆石裸石做的分析,對于首飾中合成鉆石鑒別特征的研究極少。

當(dāng)小分?jǐn)?shù)合成鉆石以群鑲方式混雜于鉆石首飾中時(shí),如何快速有效地將其鑒別出來尤為重要。目前,在這一方面尚缺乏系統(tǒng)的研究,為使研究進(jìn)一步完善,筆者將對這一問題將展開較為細(xì)致的研究。

1 樣品來源

近期國家黃金鉆石制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心在客戶送檢的三百余件鉆石首飾中,發(fā)現(xiàn)百余件鉆石群鑲首飾都含有黃色鉆石,后經(jīng)檢測這些黃色鉆石均為HTHP合成鉆石。

2 測試方法和結(jié)果

2.1 外觀特征

在珠寶檢測過程中發(fā)現(xiàn)百余件鉆石群鑲樣品,發(fā)現(xiàn)大量有深淺不同的黃色、褐黃色鉆石,顏色相對一致(如圖1),鉆石大小多為3～4mm。

圖1 部分樣品圖片F(xiàn)ig.1 The pictures of some samples

2.2 寶石顯微鏡觀察

在寶石顯微鏡下對合成鉆石樣品仔細(xì)觀察,發(fā)現(xiàn)大多數(shù)合成鉆石內(nèi)部具有典型包體,這些包體呈短柱狀、棒狀、不規(guī)則狀,或呈細(xì)小的微粒狀散布于整個(gè)鉆石中(如圖2至圖6),在反射光下這些包體均呈現(xiàn)金屬光澤,透射光下不透明,這些包體應(yīng)為HTHP合成鉆石中的鐵或鐵鎳合金觸媒金屬包體。

圖2 不規(guī)則狀的金屬包體Fig.2 Irregula metallic inclusions

圖3 平行棒狀的金屬包體Fig.3 Parallel rod-like metallic inclusions

圖4 細(xì)小微粒狀金屬包體Fig.4 Fine grain metallic inclusions

圖5 短柱狀金屬包體Fig.5 Short columnar metallic inclusions

2.3 紅外光譜分析

實(shí)驗(yàn)采用德國BUKER TENSOR 27型傅里葉變換紅外光譜儀,利用漫反射附件,測試條件:室溫25℃,相對濕度35%,分辨率4cm-1,掃描次數(shù)64次,測量范圍400～4000cm-1。

圖6 柱狀和角粒狀金屬包體Fig.6 Columnar and granular metallic inclusions

通過對大量的合成鉆石測試,測試結(jié)果顯示所有樣品均顯示1131 cm-1的尖銳吸收峰,此吸收峰為氮原子在紅外光譜中的特征吸收線,應(yīng)屬于Ib型鉆石(如圖7)。但天然Ib型鉆石極少,此次測量的這些黃色鉆石均屬于Ib型。在自然界中大約98%的鉆石為Ia型,其紅外光譜的特征吸收峰位為1282cm-1和1175cm-1,這主要是由雙原子氮和集合體氮的吸收所致(如圖8)。

圖7 HTHP合成鉆石紅外光譜Fig.7 Infrared spectrum of HTHP synthetic diamonds

圖8 天然Ib鉆石的紅外光譜Fig.8 Infrared spectrum of natural diamonds

[1] 吳舜田,鉆石的紅外光譜[J].寶石和寶石學(xué)雜志,1999,3(1): 33-34.

[2] 何雪梅.天然金剛石的紅外光譜特征及其分類[J].地質(zhì)與勘探, 2000,7(4):45-47.

[3] 陸太進(jìn).鉆石鑒定和研究的進(jìn)展[J].寶石和寶石學(xué)雜志,2010, 12(4):1-5.

[4] 張培莉.系統(tǒng)寶石學(xué)[M].北京:地質(zhì)出版社, 2006.5.

Distinction Character of Synthetic Diamond in Jewelry

ZHU Hong-wei,LI Ting,LI Gui-hua
(National Gold&Diamond Testing Center,Jinan,250014,China)

A detailed test and analysis has been conducted on HPHT synthetic diamond by a various techniques including Gem Microscope,infrared spectrometer,X fluorescence Spectrometer,Ultraviolet-visible spectrophotometer,UV fluorescent lamp and Diamond View.The result shows that these HTHP synthetic diamonds is relatively consistent in a yellow color.Large amount of rodlike columnar fine grain ferronickel inclusions can be observed in these synthetic diamond under microscope.All of these diamonds are magnetic and some of them are strong magnetic.Infrared reflective spectrum for all the synthetic diamonds have an obvious 1131cm-1absorption peak which belongs to Ib type diamond (this type of diamond is rarely seen among natural diamond).Strong iron and nickel peaks are observed in the X-ray fluorescence pattern of the HTHP synthetic diamonds and most of them emit green yellow fluorescence.HTHP synthetic diamonds emit varying degrees of green yellow fluorescence under Diamond View and some of them show a black cross phenomenon.

HTHP Synthetic Diamond;infrared spectrum;X-ray fluorescence spectrum; Microscope;Diamond View

TQ164;TS933

A

1673-1433(2014)03-0026-04

2014-06-10

朱紅偉(1982-),男,本科,寶石及材料工藝學(xué)專業(yè),工程師,主要從事珠寶首飾檢測與教學(xué)工作。